Transcript Tietokoneen rakenne

Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
Tietokoneen
rakenne
E-Commerce 2010: Business, Technology, Society 6e
Prentice Hall © 2010
Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
Tietokone
on laite, joka käsittelee numeeris-loogista
tietoa ohjelmointinsa mukaisesti
2
Wikipedia: Tietokone
Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
Keskusyksikkö
Keskusyksikön muodostavat tietokoneen emolevy, suoritin,
keskusmuisti, oheislaiteohjaimet ja liitännät oheislaitteille,
kotelo, kiintolevy, virtalähde, CD-ROM- ja levykeasema.
3
Wikipedia: Tietokone
Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
von Neumann arkkitehtuuri
Tietokoneen rakenteen yleiskuva
4
Wikipedia: Tietokone
Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
Tietokoneen rakenne
Suoritin eli prosessori
(engl. Central Processing Unit eli CPU) on tietokoneen
keskeisin osa, joka suorittaa tietokoneohjelman sisältämiä
konekielisiä käskyjä.
… jatkuu
5
Wikipedia: Tietokone
Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
Suorittimen periaatteellinen
toimintarakenne
Käskyt
add
sub
…
Aritmeettis-looginen
Osa (ALU)
Ohjausosa
(käskyn tulkinta)
kello
R0
R1
R3
……
R7
ROM
input
output
Keskus muisti = RAM
6
Wikipedia: Tietokone
Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
Tietokoneen rakenne
Prosessorin osat
•
•
•
Rekisterit – pieniä, tilapäisiä muistipaikkoja, joihin mahtuu yksi
merkki tai numero.
Väylä – siirtotie prosessorin sisäisen tiedonsiirron toteuttamiseen
kuten esim. rekistereiden välillä.
Aritmeettis-looginen yksikkö (ALU) – vastaa lasku-, loogisista- ja
päättelytoimituksista prosessorin sisällä. Hallitsee siihen
prosessorin suunnitteluvaiheessa rakennetut operaatiot.
7
Wikipedia: Tietokone
Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
Tietokoneen rakenne
Prosessorin osat
•
•
Ohjausosa – lukee käskyn, tulkitsee sen ja lähettää
ohjaussignaalin ALUlle. Huolehtii prosessorin sisäisten osien
ohjaamisesta. Käskykanta esim. RISC tai CISC.
Kello synkronoi toimintoja, eli pitää ne oikeassa järjestyksessä.
8
Wikipedia: Tietokone
Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
Tietokoneen rakenne
Keskusmuisti (main memory)
Keskusmuisti on tietokoneen ohjelmien käyttämä
työmuisti, johon latautuvat käyttöjärjestelmän ohjelmat,
suoritettavat sovellukset sekä näiden tarvitsemat tiedot.
Keskusmuisti on tyypiltään luku- (ROM) tai kirjoitusmuistia (RAM).
RAM muistin sisältö tyhjenee aina virrankatkaisun yhteydessä.
9
Wikipedia: Tietokone
Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
Tietokoneen rakenne
Keskusmuisti
Keskusmuistiin ladattu ohjelma toimii nopeammin ja
tieto on sieltä nopeammin saatavilla, kuin jos ohjelma täytyisi
ladata huomattavasti hitaammilta massamuisteilta.
10
Wikipedia: Tietokone
Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
Tietokoneen rakenne
Muita muisteja
välimuisti
näennäismuisti
kiintolevy
Flash-muisti
keskusmuisti
USB-muisti (muistitikku)
11
Wikipedia: Tietokone
Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
Tietokoneen rakenne
Väylä
Väylä
on tietokonetekniikassa alijärjestelmä tiedon siirtoon. Väyliä
käytetään useisiin eri tarkoituksiin; väylä voi olla tietokoneen
sisäinen laiteväylä (system bus), jolloin se siirtää tietoa
tietokoneen emolevyllä suorittimen, keskusmuistin ja
emolevyllä olevien laitteiden välillä.
12
Wikipedia: Tietokone
Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
Tietokoneen rakenne
Väylä
Väylä voi myös ulottua tietokoneen ulkopuolelle, jolloin siihen
voi liittää erilaisia hitaita laitteita (massamuisti, päätelaite
jne.).
Väylän leveys: 8,16, 32, 64 … bittiä
13
Wikipedia: Tietokone
Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
Tietokoneen rakenne
Emolevy (motherboard)
Emolevyyn kiinnitetään kaikki tietokoneen sisäiset osat, jotka
kommunikoivat keskenään emolevyä hyväksi käyttäen.
14
Wikipedia: Tietokone
Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
Tietokoneen rakenne
Emolevy (motherboard)
Osa edellä mainituista osista on juotettu emolevyyn kiinni, kun taas
esimerkiksi virtajohdot, laajennuskortit, keskusmuistit ja
suorittimet voidaan kiinnittää helposti painamalla ne käsin
kiinni niille varattuihin paikkoihin.
15
Wikipedia: Tietokone
Vaasan yliopisto
Tietojenkäsittely TiTe.1020
Tietokoneen rakenne
Keskusyksikkö (Linkit):
http://www.peda.net/veraja/iitti/lukio/tietotekniikka/kurssit
(sisältää osien esittelyjä ja tehtäviä)
Hyvä hakemisto termeistä:
http://www.cs.tut.fi/etaopetus/titepk/hakemisto.html
16
Wikipedia: Tietokone